城市地理——中心地理论

1、 冯章献2010年4月中心地理论基本原理与发展透视本节主要内容n一、中心地理论缘起n二、克氏中心地理论基本原理n三、克氏中心地理论的验证与评价n四、中心地理论的新进展与未来展望一、中心地理论缘起n（图）城市规模为何有大有小，为何不同的区位城市的发展情况大不相同？是否有决定城镇数量、规模以及分布的规律？n克里斯泰勒的生平特定的时代背景发达国家的资本主义经济发展带来了快速的城市化，聚落变动加剧，体系更加明显经济学背景，师从韦伯，德国的数理逻辑思维传统二、克氏中心地理论基本原理n1.基本概念n2.理论假设与体系建立条件n3.六边形网络的形成二、克氏中心地理论基本原理n1.基本概念中心地（centra

2、l place）：中心地是指为向居住在其周围地区的居民提供商品和服务的地方，克氏认为中心地不等于城镇，城镇是中心地的主要部分，但中心地还包括农村地区的一些具有中心职能的村庄，而城镇也不一定就是中心地（采矿点）； 中心职能（central place function）：中心地提供的商品和服务；中心职能具有等级性中心性（centrality）：中心地对周围地区的相对意义的总和，也即中心职能作用的大小；腹地-市场区（hinterland）：围绕中心地且需要从该中心地获得商品和服务的区域；二、克氏中心地理论基本原理n2.理论假设与体系建立条件理论假设n理想地表均质地面：交通均质、人口均质、地形均质、

3、机会均等n理性人生产者谋求最大利润，消费者谋求最低价格，就近消费建立条件n供应点数量最少从而使得供应者利润最大化数量最少原则n所有的人口都应该得到各种商品和服务市场区全覆盖原则二、克氏中心地理论基本原理n3.六边形网络的形成由于两个限制原则（最少数量、全覆盖）六边形形成从单一职能均衡建立推导过程n在均质地表上引入一个供应者能全部覆盖吗？一期商人 最大销售距离最大销售距离单一职能时的推导n最大销售距离很明显，即使没有竞争，销售也是有距离限制的，因为当距离太远时，交通成本高到让居民无法承受，则对该商品的消费量变成零。例如买面包，恐怕不会有谁会跑到沈阳去买面包吧？居民对商品消费量与距离直接相关，距离

4、越近消费量越大，距离越远消费量越小，因为部分原来可以用于该商品的支出被交通成本消耗掉了居民为商品实际支付的价格随距离变化的曲线一期商人二期商人三期商人商人商人商人商人商人每个商人都希望获得最大的市场区，这就要求在同样的面积里可以摆放最少的商人而又需要覆盖全区域，那么最为紧凑的多边形就只能是六边形网络d2d1d2d1平平移移六边形网格形成多种职能均衡时r-2r-1r职能等级越低，服务半径越小，低级职能无法覆盖整个市场区，因此，需要低等级的中心地来填补这些空白BBBKn如此，向下和向上形成了各个层次的中心地相互嵌套的组织网络n对于市场原则下每个中心地包括周围六个次级中心地各1/3的面积，加上中间的

5、完整的一个次级市场区，因此是三个次级市场区构成一个完整的高一级的市场区，那么市场区的数量就是1，3，9，27，即所谓的K=3的系统：3n-1n由于高级中心地可以提供低级职能，所以中心地序列是1，2，6，18n3（n-1）-3（n-2）以上的分析是基于市场区最大的原则，可以称之为市场原则很明显，市场区范围得到最优，但是行政管理上每个中心地的市场区都被分割，从属于不同的行政辖区，而交通上两个高等级中心地的道路不经过次级中心地，交通低效引入交通原则交通原则下的中心地系统图 例核心中心地扩散域边界次级中心地次级交通线主要交通线此时次级中心地位于此时次级中心地位于两个高级中心地交通两个高级中心地交通线的

6、中点，显然市场线的中点，显然市场区要小于市场原则下区要小于市场原则下的面积。的面积。K=4的系统，市场区序列是的系统，市场区序列是1，4，16，64， 中心地等级序列是中心地等级序列是1，3，12，48，行政原则下的中心地系统行政原则下的市场区与行政区 交通组织K=7的系统，市场区序列是的系统，市场区序列是1，7，49，343， 中心地等级序列是中心地等级序列是1，6，42，294，交通距离交通距离最远，效最远，效率低下率低下不同原则的适用区域n城市体系（Urban hierachy）是三种原则共同作用下形成的。经济发达、开放、便于通行市场原则 例如克氏实证的德国南部自给自足、偏僻、盆地行政原

7、则新开发地区、移民地区交通原则 例如美国西部地区、中国东北地区三、克氏中心地理论的验证与评价n斯金纳（G.W.Skinner）成都平原围绕中心的枢纽市镇，围绕中心的枢纽市镇，周期性的市场在六个周期性的市场在六个二级集镇上轮流出现，二级集镇上轮流出现，基本形成六边形的网基本形成六边形的网络，符合市场原则的络，符合市场原则的中心地系统中心地系统n贝利（B.J.L.Berry）美国衣阿华州、华盛顿州美国学者贝利（B.J.L.Berry）和加里森（W.L.Garrison）在1950年代开展的一系列关于美国各地的实证研究与理论修正最为著名。1958年，Berry等连续发表多篇关于中心地理论的研究论文，

8、论述了中心地的等级性、商品供给的范围和中心职能的成立过程，贝利等对华盛顿州的一个郡的中心地进行了计量研究，证实了中心地等级性的存在 n杨吾扬华北平原、陕西与1984年开展的对陕西、河北、安徽等地的调查研究，形成对于乡镇中的乡村聚落和华北平原的城市体系以及特大城市内部的商业网络的理论验证。n陆玉麒明清时期太湖流域明清时期太湖流域的中心地系统结构结论：中心地理论在现实中是客观存在的，严格的六边形结构也许很难观察到，但是近似的结构却并不罕见。克氏理论的评价n主要贡献主要贡献城市地理学最重要的理论基础，现代城市地理学的奠基人描述归纳 逻辑演绎地理学研究范式转变计量革命的兴起空间分析学派的建立城市等级、

9、城市职能、城市分布研究的兴起，城市体系理论形成的源泉 克氏理论的评价n理论不足严格假设导致普适性缺失（区位论的经济学传统，德国严密数学思维逻辑的喜好） 传统中心地理论基本概念与内涵已经落后于当前发展实际（相对封闭地区，农业化地区，不能理解现在的全球化、信息化、分工网络）K值固定，静态理论无法适用于动态主体 缺乏对消费者行为的多样性适应缺乏对城市分工、不同等级城市间、不同系统同等级城市间的联系研究时代背景不同，城市发展的动力机制发生了变化，每一次技术革命都带来了聚落布局的空间结构调整（有学者提出用网络化理论来代替中心地理论）四、中心地理论的新进展n与城市体系理论、网络化理论等的融合n严格假设条件

10、的逐步缓和n动态中心地理论体系GH系统（Parr，1978）一般中心地体系GH体系（k1=3，k2=3，k3=4）Tinbergen体系（ Tinbergen，1960）Tinbergen体系（k=3）推荐阅读著作和论文推荐阅读著作和论文n沃尔特.克里斯泰勒著，常正文，王兴中译. 德国南部中心地原理M. 北京：商务印书馆，1998 n杜能著，吴衡康译. 孤立国同农业和国民经济的关系M. 北京：商务印书馆，1997. n阿尔弗雷德.韦伯著,李刚剑等译. 工业区位论M.北京：商务印书馆，1997. n德奥古斯都廖士经济空间秩序经济财货与地理问的关系(中译本)M北京：商务印书馆，1998 n杨吾扬，

11、梁进社高等经济地理学M) 北京：北京大学出版社， 2000.nBerry B J L, Barnum H G, Tennant R J. Retail location and consumer behavior. Papers in Regional Science, 1962, 9(1): 65-106.nBerry B J L, Garrison W L. The functional bases of the central place hierarchy. Economic geography, 1958, 34(2): 145-154. nBerry B J L. City Siz

12、e Distributions and Economic Development. Economic Development and Cultural Change, 1961, 9(4): 573-588. 欢迎大家积极讨论 谢谢！试讲人关于中心地理论研究简况汇报n新时期多要素作用下东北地区中心地系统结构与扩散域研究国家自然科学基金面上项目2009年9月正式获得批准n东北地区中心地系统结构与扩散域研究博士学位论文博士论文研究主要内容n新时期开展中心地理论与实证研究的背景n中心地系统研究的理论基础及未来导向 n中心地系统形成与演变的一般机制与作用要素 n东北地区中心地系统格局历史演进与阶段特征

13、 n东北地区中心地系统结构与扩散域演化 n东北地区中心地系统优化与调控n结论与展望 汇报的主要内容n一、对中心地理论的再审视 开展中心地理论创新的背景与条件n二、条件缓和下的中心地系统及其动态演化n三、东北地区中心地系统中心性测度n四、东北地区中心地扩散域空间界定n中心地系统组织形式变化中心地系统组织形式变化宏观：全球城市网络形成中观：城市带、群、链迅速聚合微观：底层中心地组织重构n中心地系统演变影响要素演变中心地系统演变影响要素演变交通系统演进导致中心地系统重组信息技术革命引发的社会生产与生活组织网络演进生产技术革新与组织制度创新导致生产集聚的空间转换制度与体制演变中心地组织原则转化n研究的

14、新技术条件研究的新技术条件利用现代遥感技术获得大空间、长序列中心地系统地理数据现代统计手段和统计资料为系统研究创立基础数据一、对中心地理论的再审视开展中心地理论创新的背景与条件二、条件缓和下的中心地系统及其动态演化n单一职能一般均衡的讨论 Imax ,汽车下乡不同密度情况下中心地系统结构的变化 n人口密度差异下的不同结构由于人口密度差异，密度低的地区难以形成高等级的中心地，高等级职能的门槛人口限制 n对消费者行为异化的讨论对消费者行为异化的讨论多样性购物的影响多样性购物的影响 n高等级中心地获得发展，职能规模扩大，直到成本上升超过边际利润，该职能外迁n交通运输演进交通运输演进机动化提升的影响机

15、动化提升的影响交通成本下降的影响 n中心地区位固定条件下的情形中心地区位固定条件下的情形n中心地系统动态变化模式探讨中心地系统动态变化模式探讨 基于人口迁移（城市化）的演变路径基于人口迁移（城市化）的演变路径 等级替代 n水资源分布造成的中心地系统形变n山体的单向阻隔畸变 n河流穿越畸变效应 n异化的边界效应异化的边界效应 1n异化的边界效应异化的边界效应 2n交通运输干线对均质化地面的重构 n交通网络演进对中心地组织形式变化影响 n水运交通方式演进作用机理 n海港中心地系统的形成机理经济外向性驱动下港口城市系统的中心地系统特征 n全球化和信息化空间下的中心地系统空间重构 n信息时代的空间重构

16、n新信息空间n全球生产网络下的空间组织重构与全球化时代的中心地系统演进 生产区位转移与控制空间转化 电子商务与物流革命对传统生产交换网络的变革 全球化和信息化时代的中心地系统演进 三、东北地区中心地系统中心性测度基于东北区域尺度下的统计单元一个地级城市与若干外围县的统计单元结构示意图n东北地区中心地中心性测度对象 最科学是做到县级，数据限制，只能提升尺度，做到地级城市。n测度方法测度方法主成分分析主成分分析 根据论文中对于中心地中心性的主要影响因素和机制的分析，优选出31项具体指标，该指标体系共分为三层，第一层为目标层，由东北地区城市中心性综合指数来反映城市中心性的综合水平；第二层为目标分解层

17、，主要用来揭示城市中心性的各子系统的综合水平，包括规模指标、结构指标、可达性指标、经济开放度指标、信息化和通讯能力指标、现代服务提供能力指标共六个二级指标；第三层为具体指标层，包括31个具体指标。 n测算过程原始数据标准化与相关检验计算相关系数矩阵巴特利特球形检验（KMO and Bartlett的检验）主成分得分与综合指数结果在此基础上采取加权求和法获得综合权重，即根据各主成分所解释的方差占原始指标变童方差的比重来确定各自的权重，可以运用如下公式计算各主成分的权重，公式为：对结果进行线性变换n东北地区37城市2006年分布散点图 四、东北地区中心地扩散域界定n界定方法 将中心城市扩散域的范围

18、界定转化为距离函数选择陆路交通为载体，进行速度折减（见下页表） 本研究基于GIS的东北地区2006年末主要交通线路系统图n整个研究基于Arc GIS 9.3平台进行，对于基础数据进行矢量化处理，将点线面建立关系型数据库，基于时间网络形成每个城市的多时段时间控制点，利用kriging插值法获得等时间图，对国界、水域等不可逾越边界进行阻隔处理，将得到的kriging插值结果图输出成线状矢量图，将现状矢量图转化为POLYGON面状图后对各城市结果进行叠加分析，获得最终东北地区扩散域空间表达图示，利用软件自动量算各扩散域面状对象面积，用各城市的扩散域面状对象与其市域做intersect（相交）运算，获得各城市扩散域与其市域的相互关系数据。 扩散域与行政辖区的空间逻辑一般模式各城市扩散域面积及类型划分 单位：平方千米城市扩散域面积市域面积覆盖市域比例K类型沈阳市10709412809100%8.36扩散域超大型大连市2365312258100%1.93扩散域稍大型哈尔滨市959315268487.96%1.82扩散域稍大型长春市645742040192.95%3.17扩散域偏大型大庆市328522101175